JPH04322220A - スペーサーの分散方法及び分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶素子（以下、Ｌ
ＣＤと略称する）等の製造工程に係り、特にスペーサー
を基板表面に良好に分散させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤを製造する際には、二枚の基板の
間隔を一定に保つ事が必要な為、基板間に直径１μｍ〜
１０μｍのスペーサーを配置している。

【０００３】図１１は、従来のスペーサー分散工程を示
すものである。図１１中符号３は、密閉された分散容器
である。この分散容器３の中に基板２をおく。そしてス
ペーサー１をフロン溶液の中に分散させた分散液４をマ
グネット５とマグネットスタラー６により攪はんしなが
ら、図１２のスプレーノズルを使用し、窒素ガスで霧状
に噴霧する。この霧状の分散液を基板２上に向けて一定
時間吹き付ける。分散液４中のフロン溶液は下基板２表
面に達する前に揮発して基板２表面にはスペーサー１の
みが落下する。従来は以上のようにして、スペーサー１
を基板２表面に散布していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のスペ
ーサーの分散方法でスペーサー１を散布すると、微視的
に見た場合、図１３に示すように、スペーサー１の分布
に密な部分と疎な部分が生じ易く、スペーサー１を基板
２表面に充分均一に分散できないという課題があった。 この様にスペーサー１の分布に密な部分と疎な部分が生
じると、図１４に示すように、スペーサー１の疎なとこ
ろはスペーサー１が変形しやすくセル厚が薄くなり、ス
ペーサーが密なところはスペーサーが変形し難くセル厚
が厚くなる。したがって、前記従来のスペーサーの分散
方法によってスペーサー１を散布するとセル厚が一定に
成らず色むらが発生したり、コントラスト比のバラツキ
を招いていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１のスペーサーの
分散方法では所定の位置に吸着口が設置されたスペーサ
ー分散装置を減圧状態にして各吸着口にスペーサーを吸
着し、ついでこの装置の吸着口に対向させて基板を配置
し、分散装置の減圧状態を解除し、基板上の所定の位置
にスペーサーを分散配置する事により前記課題の解決を
図った。

【０００６】スペーサーの直径としてはＬＣＤの構成に
合わせて最適なものが選ばれるが、１０μｍ以下である
ことが望ましい。

【０００７】また吸着口の直径はスペーサーの直径の２
０％〜８０％であることが望ましく、２０％未満ではう
まくスペーサーが吸着されないし、８０％を越えると一
箇所に二個以上のスペーサーが吸着されることがある。

【０００８】このスペーサーの分散方法を実施する為の
装置としては、圧力差を利用してスペーサーを吸着する
吸着手段と、前記スペーサーを離脱させる離脱手段とを
有す分散装置が好適である。

【０００９】

【作用】請求項１のスペーサーの分散方法では、所定の
位置に吸着口が設置されたスペーサー分散装置を減圧状
態にして各吸着口にスペーサーを吸着し、ついでこの装
置の吸着口に対向させて基板を配置し、分散装置の減圧
状態を解除する。従って、スペーサー分散装置に所定の
位置に設置された吸着口一箇所につき一つのスペーサー
が吸着され、これら吸着されたスペーサーがそのままの
パターンで基板表面に配置される。

【００１０】請求項２の分散装置は吸着手段と離脱手段
とを有するものなので、吸着手段により圧力差を利用し
てスペーサーを吸着し、ついで離脱手段により前記スペ
ーサーを離脱させることによりスペーサーを基板表面に
分散する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明のスペーサーの
分散方法を詳しく説明する。なお前記従来例と同一構成
部分には、同一符号を付して説明を簡略化する。

【００１２】（実施例１）まず本実施例で用いたスペー
サー分散装置を説明する。図１にスペーサー分散装置の
概略構成図を示す。この装置は、スペーサー吸着部８と
減圧制御部９とで構成されている。

【００１３】スペーサー吸着部８は強度を増すため積層
したシリコン板１０とステンレス鋼からなる背板部１２
、シリコン板１０と背板部１２とを接続するための押え
部１３とで構成されている。又シリコン板１０にはエッ
チング処理することによって形成した所望の数の吸着口
１１が所望の位置に形成されている。この時、吸着口１
１をテーパー形状とするとスペーサーの吸着保持がより
確実になる。シリコン板１０と背板部１２との間には、
減圧室１４が形成されている。

【００１４】本実施例では、吸着口１１の直径（φ）を
５μｍ、吸着口の間隔（Ｄ）を５００μｍとした。

【００１５】前記減圧制御部９は、前記減圧室１４につ
ながる圧力モニター１５と、真空ポンプ１６とによって
概略構成されている。そして、真空ポンプ１６と減圧室
１４との間にはリークバルブ１８が設けられている。さ
らに圧力モニター１５は制御回路１７に接続されている
。そしてこの制御回路１７により、リークバルブ１８と
真空ポンプ１６を制御している。

【００１６】この実施例のスペーサーの分散装置では、
装置の帯電を防止するためにアース２６が接続されてい
る。

【００１７】このスペーサーの分散装置に於いては、前
記減圧制御部９の真空ポンプ１６によって、圧力差を利
用してスペーサーを吸着する吸着手段が構成され、リー
クバルブ１８によって、スペーサーを離脱させる離脱手
段が構成されている。

【００１８】前記スペーサー分散装置を用いて行った本
実施例のスペーサーの分散方法を説明する。

【００１９】先ず図２に示すように、前記スペーサー分
散装置を降下させて金属容器に収容されたスペーサー１
の表面にこのスペーサー分散装置を当接させた。この時
スペーサー１が収容されている容器を上昇させても目的
は達せられる。

【００２０】本実施例のスペーサーの分散方法では、ス
ペーサー１に樹脂で構成されている密度の小さいミクロ
パールとガラスで構成されている密度の大きいシリカビ
ーズとの二種類に付いて実験を行った。スペーサー１の
直径は、いずれも１０μｍであった。

【００２１】その後圧力モニター１５でスペーサー１の
吸着状態を監視しながら真空ポンプ１６により減圧室１
４の圧力を下げ、図３に示すように、スペーサー１を吸
着口１１に吸着させた。この時のスペーサー１と吸着口
１１とは、図５に示すように、密着していた。

【００２２】次に各吸着口１１にこのスペーサー１を吸
着させたスペーサー分散装置を、減圧したままスペーサ
ー１を配置したい基板２上に移動させた。スペーサーの
分散装置の吸着口１１に対向する所望の位置に基板２を
移動させても構わない。移動後、図４に示すように、基
板２とスペーサー分散装置との距離が３ｍｍになった時
点で減圧状態を解除したところ、スペーサー１は自重に
より基板２に落下した。この後、基板２表面を観察した
ところ、本実施例のスペーサーの分散方法で実験したシ
リカビーズ及びミクロパール二種のスペーサー１は共に
良好に基板２表面に配置された。

【００２３】この実施例のスペーサーの分散方法では、
５００μｍの間隔で吸着口１１が設置されたスペーサー
分散装置を減圧状態にし各吸着口１１にスペーサー１を
分散させ、ついでこの装置をスペーサー１を配置したい
基板２上に移動させた。そして移動後、減圧状態を解除
してスペーサー１を基板２表面に落下させた。スペーサ
ー１は、スペーサー分散装置に所望の間隔パターンで設
置された吸着口１１一箇所につき一つ吸着され、このス
ペーサー１がそのままのパターンで基板２表面に配置さ
れた。従って、この実施例のスペーサーの分散方法によ
れば、スペーサー１が吸着口１１の配置されたパターン
と同一のパターンで基板２表面に均一な密度で分散され
るので、この基板２を用いてＬＣＤを組み立てたときい
ずれの部分に於いてもスペーサー１にかかる圧力がより
均一になりスペーサー１の変形の度合に差が見られなく
なり、セル厚が均一なセルを得ることができた。

【００２４】また、前記構成からなるスペーサーの分散
装置は真空ポンプ１６によって構成された吸着手段とリ
ークバルブ１８によって構成された離脱手段とを備えた
ものなので、吸着手段により圧力差を利用してスペーサ
ー１を吸着し、ついで離脱手段で減圧状態を解除して吸
着したスペーサー１を離脱させることにより基板２表面
にスペーサー１を配置できた。従ってこのスペーサーの
分散装置によれば、スペーサー１の分散を円滑に行うこ
とができた。

【００２５】（実施例２）この実施例の方法が実施例１
の方法と異なる点は、実施例１では基板２にスペーサー
１を５００μｍで配置したのに対して、本実施例では１
００μｍとした点である。その方法とは、実施例１と同
様のスペーサー分散装置を使用し、分散装置の位置をず
らしていく方法である。この時基板２側の位置をずらし
ても構わない。以下は、その方法の説明である。なお説
明のため、図６に示すように、吸着口１１をＡとＢとＣ
とＤで示す。

【００２６】この方法では先ず、図７に示すように、一
回目の処理によってＡ１　、Ｂ１、　Ｃ１　、Ｄ１　の
位置にスペーサー１を配置した。その時のスペーサー１
の間隔は、スペーサー分散装置の吸着口１１の間隔（Ｄ
）である５００μｍである。その後、スペーサー分散装
置を、図７中、Ｘ方向に１００μｍ移動させ、スペーサ
ー１を配置した。その時のスペーサー１の位置をＡ２　
、Ｂ２　、Ｃ２　、Ｄ２　として表した。同様の操作を
４回繰り返すと１００μｍ間隔にスペーサー１が並んだ
。ついでＹ方向に同様の操作を行うことによって、基板
２表面のＡ６　、Ｂ６　、Ｃ６　、Ｄ６の位置にスペー
サー１が配置された。 この操作を数回繰り返すことによって、全てのスペーサ
ー１が１００μｍ間隔で基板２表面に配置された。これ
により、１００μｍの間隔でスペーサー１が基板２表面
に良好に配置することが確認された。

【００２７】この実施例の方法に於いては、実施例１の
方法と同様の作用効果を得られる他、スペーサー分散装
置を１００μｍずつずらしてスペーサー１を配置するこ
とにより基板２表面のスペーサー１の間隔を１００μｍ
と更に狭くすることができた。従って、この実施例のス
ペーサーの分散方法によれば、スペーサー１をより高密
度に分散させることができる。この実施例によれば、高
密度にシリコン板１０を加工する必要がなくなるため、
シリコン板１０の加工が容易になること及びシリコン板
１０の機械強度が増すなどの更なる効果が得られる。

【００２８】（実施例３）この実施例の方法が前記実施
例１と異なる点は、図８に示す構造を持つスペーサー１
を使用した点である。本実施例で使用したスペーサー１
は、中心部１９が磁性体からなり、その周辺部２０を樹
脂でコーティングしたものである。このスペーサー１の
直径は１０μｍとした。

【００２９】このスペーサー１を実施例１と同様のスペ
ーサー分散装置を使用して以下の操作により基板２表面
に配置した。

【００３０】まず、図２に示すように、スペーサー分散
装置を降下させて金属容器に収容されたスペーサー１の
表面にこのスペーサー分散装置を当接させた。

【００３１】その後圧力モニター１５でスペーサー１の
吸着状態を監視しながら真空ポンプ１６により減圧室１
４の圧力を下げ、図３に示すように、スペーサー１を吸
着口１１に吸着させた。この時のスペーサー１と吸着口
１１とは、図５に示すように、密着していた。

【００３２】次に各吸着口１１にこのスペーサー１を吸
着させたスペーサー分散装置を、減圧したまま、図９に
示すように、磁界発生装置２１の上に設置されていた基
板２上に移動させた。

【００３３】磁界発生装置２１は、電磁石２４とステー
ジ２３とで構成されている。又この電磁石２４は、磁界
と減圧状態とを制御する制御回路２２につながっている
。

【００３４】この装置により、スペーサー分散装置と基
板２との距離が３ｍｍになったとき、減圧室１４のリー
クと同時に電磁石２４を作動させる。すると磁力によっ
てスペーサー１は吸着口１１から離れて基板２表面に吸
着された。

【００３５】なお上記実施例に於いて、磁界発生装置２
１を電磁石２４によって構成した場合を示したが、電磁
石２４の代わりに永久磁石を用いて永久磁石２４を移動
することによりスペーサー１に働く磁力を制御しスペー
サー１を基板２表面に吸着してもなんら差し支えない。

【００３６】この実施例の方法に於いては、実施例１の
方法と同様の作用効果を得られる他、減圧室１４のリー
クと同時に電磁石２４を作動させるので、磁力によって
スペーサー１が強制的に基板２表面に吸着する。従って
、この実施例の方法では、スペーサー１が吸着口１１に
残る事なくより良好に基板２表面に配置された。

【００３７】（実施例４）この実施例のスペーサーの分
散方法が前記実施例３と異なる点は、各スペーサー１の
間隔を１００μｍにした点である。

【００３８】つまり、実施例２と同様に、スペーサー１
を落下させるときのスペーサー分散装置の位置を１００
μｍずつずらして、スペーサー１を基板２表面に配置し
た。

【００３９】これにより、１００μｍの間隔でスペーサ
ー１が良好に配置することが確認された。

【００４０】この実施例の方法に於いては、実施例３の
方法と同様の作用効果を得られる他、スペーサー分散装
置を１００μｍずつずらしてスペーサー１を配置する事
により基板２表面のスペーサー１の間隔を１００μｍと
狭くすることができた。

【００４１】（実施例５）この実施例のスペーサーの分
散方法が前記実施例１と異なる点は、配置するスペーサ
ー１の直径を５μｍにした点及び、スペーサー分散装置
の吸着口１１の間隔（Ｄ）を１００μｍとした点である
。

【００４２】又本実施例のスペーサーの分散方法では、
使用したスペーサー１の直径に付随してスペーサー分散
装置の吸着口１１の直径（φ）を、２μｍとした。

【００４３】この実施例の方法に於いては、実施例１の
方法と同様の作用効果を得られる他、スペーサー分散装
置の吸着口１１の直径（φ）を２μｍにした為、より小
さいスペーサー１を基板２表面に配置することができる
ようになった。更にスペーサー分散装置の吸着口１１の
間隔（Ｄ）を１００μｍにした事により実施例１より短
い間隔でスペーサー１を基板２表面に配置できるように
なった。そのため基板を組み立てセルを作成するとより
正確にセル厚を保つことができるので、従ってＬＣＤを
製造するとコントラスト比のばらつきが小さく表示むら
もないより高性能なセルが製造できた。

【００４４】（実施例６）この実施例のスペーサーの分
散方法が前記実施例３と異なる点は、配置するスペーサ
ー１の直径を５μｍにした点及び、スペーサー分散装置
の吸着口１１の間隔（Ｄ）を１００μｍとした点である
。

【００４５】又本実施例のスペーサーの分散方法では、
使用したスペーサー１の直径に付随してスペーサー分散
装置の吸着口１１の直径（φ）は、２μｍとした。

【００４６】又本実施例のスペーサーの分散方法に於い
ては、実施例３の方法と同様の作用効果を得られる他、
スペーサー分散装置の吸着口１１の直径（φ）を２μｍ
にした為、より小さいスペーサー１を下基板２表面に配
置することができるようになった。更に吸着口１１の間
隔（Ｄ）を１００μｍにした事により実施例１より短い
間隔でスペーサー１を基板２表面に配置できるようにな
った。そのため基板を組み立てセルを作成した場合より
正確にセル厚を保つことができるので、従ってＬＣＤを
製造するとコントラスト比のばらつきが小さく表示むら
もないより高性能なセルが製造できた。

【００４７】（実施例７）この実施例のスペーサーの分
散方法が前記実施例１と異なる点は、図１６に示すよう
に、スペーサー１の構成を中心部１９にミクロパール、
周辺部２０にポリメタクリル酸メチル（以下、ＰＭＭＡ
と略称する）２５が形成されたスペーサー１を使用した
点である。

【００４８】まず予め基板２を１５０℃から１８０℃に
熱しておいた。そしてスペーサー分散装置によって吸着
されたスペーサー１を上記基板２表面に押し付けた。す
ると、図１０に示すように、スペーサー１の周辺部２０
に形成されたＰＭＭＡが基板２の熱により融解し、スペ
ーサー１が基板２表面に接着された。

【００４９】この実施例のスペーサーの分散方法に於い
ては、実施例１の方法と同様の作用効果を得られる他、
予め基板２を１５０℃から１８０℃に熱し、更にスペー
サー１の表面にＰＭＭＡを形成したので、スペーサー１
が基板２表面に当接するとＰＭＭＡが融解した。従って
、この実施例のスペーサーの分散方法によれば、基板２
表面に配置されたスペーサー１が当接すると直ちに接着
されて動かないという効果が得られた。

【００５０】（実施例８）この実施例のスペーサーの分
散方法が前記実施例１と異なる点は、スペーサー分散装
置の構成素材にある。

【００５１】つまり、上記実施例１で使用したスペーサ
ー分散装置のスペーサー吸着部８の中の吸着口１１は、
強度を増すためにシリコン基板をエッチング処理し積層
したものから構成されているが、図１５に示すように、
本実施例のスペーサーの分散装置では、スペーサー吸着
部８はすべて金属（例えばステンレス鋼）で構成されて
いる。

【００５２】この実施例の方法に於いては、実施例１の
方法と同様の作用効果が得られる他金属製の材料で吸着
口１１を形成したので、吸着口１１をテーパー加工ある
いはスペーサー形状に沿う球面形状など加工形成しやす
くスペーサー分散装置の製造が容易である。

【００５３】以上スペーサー１を一定間隔で基板２表面
に分散した実施例を示したが、本発明によれば、スペー
サー１を所望の位置に配置することができ、例えば単純
マトリックスＬＣＤにおいては配線上以外の部分に選択
的に配置したり、薄膜トランジスターの様な能動素子付
きアクティブマトリックスＬＣＤに於いては能動素子上
を避けて選択的に配置することができ、用いるＬＣＤ基
板構造により最適な位置にスペーサー１を配置できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１のスペーサ
ーの分散方法は、所定の間隔で吸着口が設置されたスペ
ーサー分散装置を減圧状態にして各吸着口にスペーサー
を吸着し、ついでこの装置の吸着口に対向させて基板を
配置し分散装置の減圧状態を解除することにより、スペ
ーサーを基板表面に配置させる方法なので、スペーサー
分散装置の所定の位置に設置された吸着口一箇所につき
一つのスペーサーが吸着され、これら吸着されたスペー
サーがそのままのパターンで基板表面に配置される。従
って請求項１のスペーサーの分散方法によれば、スペー
サーが所定の位置に並んだ基板を製作できる。このよう
にして得られたスペーサーが均一な密度で分散された基
板によれば、いずれの部分に於いても、スペーサーにか
かる圧力がより均一になるためスペーサーの変形の度合
に差が見られなくなり、セル厚が均一なセルを得ること
ができる。

【００５５】従ってこのセルを用いて作成されたＬＣＤ
は、表示にむらがなくコントラスト比のバラツキも小さ
いものとなる。

【００５６】請求項２のスペーサーの分散装置は、圧力
差を利用してスペーサーを吸着する吸着手段と、前記ス
ペーサーを離脱させる離脱手段とを有するので、吸着手
段により圧力差を利用してスペーサーを吸着し、ついで
離脱手段で減圧状態を解除して吸着したスペーサーを離
脱させることにより基板表面にスペーサーを配置できた
。従ってこのスペーサーの分散装置によれば、基板表面
にスペーサーを良好に分散することができた。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスペーサーの分散方法に於て用いた
スペーサー分散装置を示す概略構成図

【図２】スペーサー分散装置をスペーサーの表面に当接
させた時の様子を示す概略断面図

【図３】スペーサー分散装置によりスペーサーを吸着し
たときの様子を示す概略断面図

【図４】スペーサー分散装置によりスペーサーを下基板
表面に配置したときの様子を示す概略断面図

【図５】図
３の吸着口部分の拡大図

【図６】実施例２及び実施例４を説明する為に用いた、
シリコン基板に形成された吸着口の配置を示す概略構成
図

【図７】実施例２及び実施例４により配置されたスペー
サーの位置を示す概略図

【図８】実施例３，４及び６で使用したスペーサーの断
面を示す概略図

【図９】実施例３及び実施例６で使用したスペーサー分
散装置を示す概略構成図

【図１０】実施例７によりスペーサーが基板表面に融着
した状態を示す概略図

【図１１】従来用いていたスペーサーを散布する装置を
示す概略断面図

【図１２】図１１に示した装置のスプレーノズルの部分
を示す概略断面図

【図１３】従来の方法で基板にスペーサーを散布したと
きの状態を示す斜視図

【図１４】スペーサーが不均一に分散したときの問題点
を説明するための断面図

【図１５】実施例８において使用したスペーサー分散装
置を示す概略構成図

【図１６】実施例７で用いたスペーサーの断面を示す概
略図

【符号の説明】

１　　スペーサー ２　　基板 ３　　分散容器 ４　　分散液 ５　　マグネット ６　　マグネットスターラー ７　　スプレーノズル ８　　スペーサー吸着部 ９　　減圧制御部 １０　　シリコン板 １１　　吸着口 １２　　背板部 １３　　基板の押え部 １４　　減圧室 １５　　圧力モニター １６　　真空ポンプ １７　　制御回路 １８　　リークバルブ １９　　スペーサー中心部 ２０　　スペーサー周辺部 ２１　　磁界発生装置 ２２　　磁界と圧力とを制御する制御部２３　　ステー
ジ ２４　　電磁石 ２５　　ＰＭＭＡ ２６　　アース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の位置に吸着口が設置されたスペ
   ーサー分散装置を減圧状態にして各吸着口にスペーサー
   を吸着し、ついでこの装置の吸着口に対向させて基板を
   配置し、分散装置の減圧状態を解除することにより、ス
   ペーサーを基板表面に配置させることを特徴とするスペ
   ーサーの分散方法。
2. 【請求項２】　　圧力差を利用してスペーサーを吸着す
   る吸着手段と、前記スペーサーを離脱させる離脱手段と
   を有することを特徴とするスペーサーの分散装置。